轴承钢二次精炼过程夹杂物演变规律

作     者：王昆鹏 王郢 徐建飞 陈廷军 谢伟 姜敏 WANG Kun-peng;WANG Ying;XU Jian-fei;CHEN Ting-jun;XIE Wei;JIANG Min

作者机构：中天钢铁集团有限公司技术中心江苏常州213011 中天特钢有限公司江苏常州213011 北京科技大学冶金生态工程学院北京100083 

出 版 物：《钢铁》 (Iron and Steel)

年 卷 期：2022年第57卷第6期

页      面：42-49页

核心收录：

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主　　题：轴承钢 精炼 真空处理 固态夹杂物 接触角 热力学 去除率 

摘      要：研究了轴承钢LF精炼和RH真空处理过程各类夹杂物的成分、种类和数量变化,并结合热力学模拟计算了夹杂物与钢液的界面参数,并对试验结果进行分析讨论。夹杂物分析结果表明,精炼25min后,脱氧产物Al_(2)O_(3)消失,钢中夹杂物以纯尖晶石、含少量CaO的尖晶石、CaO·2Al_(2)O_(3)和CaO·Al_(2)O_(3)为主。继续精炼65min至LF精炼结束,钢中夹杂物仍以纯尖晶石、含少量CaO的尖晶石、CaO·2Al_(2)O_(3)和CaO·Al_(2)O_(3)为主。RH真空处理25 min后,钢中夹杂物总数量较LF精炼结束降低75%,其中,纯尖晶石和含少量CaO的尖晶石去除率分别为99.5%和93.2%,CaO·2Al_(2)O_(3)去除率为67%。RH破空后钢中夹杂物以液态钙铝酸盐CaO·Al_(2)O_(3)和12CaO·7Al_(2)O_(3)为主。精炼过程尖晶石类夹杂物尺寸集中在10μm以下,尺寸大于20μm夹杂物主要为处于液相区的钙铝酸盐,这些钙铝酸盐在LF精炼前期就已经存在。与钢水接触角大于90°的固态夹杂物纯尖晶石、含少量CaO的尖晶石和CaO·2Al_(2)O_(3)在RH真空处理过程容易去除,与钢水接触角小于90°的液态夹杂物CaO·Al_(2)O_(3)和12CaO·7Al_(2)O_(3)不易去除。因此,将LF精炼结束的夹杂物控制为固态夹杂物有利于RH真空处理过程夹杂物的高效去除。热力学计算结果表明,当钢中w(T[O])为0.0010%、w([Mg])大于0.00018%时,脱氧产物Al_(2)O_(3)热力学上就不能稳定存在。铝脱氧、高碱度渣精炼条件下很难稳定地获得固态Al_(2)O_(3)夹杂物。为获得完全固态尖晶石或高熔点钙铝酸盐夹杂物,钢中w([Ca])需控制在0.0001%以内。钢中w([Ca])大于0.0002%,就具备生成液态夹杂物的热力学条件。